Boosted Charge Transfer for Highly Efficient Photosynthesis of H2O2 over Z‐Scheme I−/K+ Co‐Doped g‐C3N4/Metal–Organic‐Frameworks in Pure Water under Visible Light

材料科学 兴奋剂 电荷(物理) 分析化学(期刊) 光合作用 原子物理学 物理 光电子学 环境化学 粒子物理学 化学 生物化学
作者
Xize Lu,Zongwei Chen,Zhuofeng Hu,Fuyu Liu,Zhihong Zuo,Zixiang Gao,Haiguang Zhang,Youcai Zhu,Runzeng Liu,Yongguang Yin,Yong Cai,Dongling Ma,Qingzhe Zhang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:14 (38) 被引量:38
标识
DOI:10.1002/aenm.202401873
摘要

Abstract Photocatalytic oxygen reduction reaction (ORR) is an environmentally friendly and cost‐effective approach for H 2 O 2 synthesis. However, the current photosynthesis system suffers from sluggish kinetics, rapid recombination of photoexcited charge carriers, and weak redox potentials, resulting in unsatisfactory solar‐to‐chemical conversion efficiency. Herein, a Z‐scheme heterojunction (UiO/IKCN) is constructed through coupling I − /K + co‐doped g‐C 3 N 4 (IKCN) with NH 2 ‐UiO‐66, a typical metal‐organic framework material. Under visible light irradiation, the optimal UiO/IKCN exhibits exceptional H 2 O 2 production rates in pure water (13.3 mM g −1 h −1 ) and in isopropanol solution (72.6 mM g −1 h −1 ), that is 48.4 times higher than pristine CN in isopropanol (1.5 mM g −1 h −1 ). A high apparent quantum yield of 10.28% at 420 nm is achieved by UiO/IKCN, surpassing most previously reported values. The dominating role of two‐electron ORR in H 2 O 2 photosynthesis is elucidated in detail. The significantly enhanced photocatalytic activity can be attributed to the facilitated charge separation and Z‐scheme charge transfer, which are unambiguously verified by stable‐state surface photovoltage, transient photoluminescence, femtosecond transient absorption spectroscopy, in‐situ irradiated X‐ray photoelectron spectroscopy, and density functional theory calculations. This study represents the first exploration of H 2 O 2 production using NH 2 ‐UiO‐66 and provides insights into the rational design of Z‐scheme heterojunction for highly efficient photosynthesis.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Han完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
科目三应助yuwen采纳,获得10
3秒前
4秒前
LIU完成签到 ,获得积分10
4秒前
杨春末完成签到,获得积分10
5秒前
lanshi完成签到,获得积分10
6秒前
wanci应助谦让的靖巧采纳,获得10
7秒前
玄魁发布了新的文献求助10
8秒前
木子李完成签到,获得积分10
8秒前
12秒前
13秒前
13秒前
oomph完成签到,获得积分10
14秒前
NexusExplorer应助mm采纳,获得10
15秒前
15秒前
koong完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
CodeCraft应助mark采纳,获得10
16秒前
疯狂的大闸蟹完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
yuwen发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
17秒前
ding应助科研通管家采纳,获得30
18秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
18秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
刘丰恺发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
koong发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 6000
Real World Research, 5th Edition 680
Superabsorbent Polymers 600
Handbook of Migration, International Relations and Security in Asia 555
Between high and low : a chronology of the early Hellenistic period 500
Advanced Memory Technology: Functional Materials and Devices 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5675220
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4944256
关于积分的说明 15152011
捐赠科研通 4834395
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2589462
邀请新用户注册赠送积分活动 1543115
关于科研通互助平台的介绍 1501056